«Земля и Вселенная» 1991 г №3 (май - июнь)
Из новостей зарубежной космонавтики
«Астро»: обсерватория на «Шаттле»
Со 2 по 11 декабря 1990 г. совершил полет космический корабль «Колумбия» с 7-ю астронавтами. На борту корабля находилась орбитальная обсерватория «Астро» стоимостью 150 млн долл. Основной задачей полета были исследования рентгеновского и ультрафиолетового (УФ) излучений наиболее энергетически ярких объектов Вселенной для изучения процессов ее образования и развития. Полет проводился в рамках единой программы НАСА по исследованию Вселенной общей стоимостью 9 млрд долл.
В отличие от космического телескопа им. Хаббла, запущенного с борта орбитального корабля «Дискавери» 25 апреля 1990 г., четыре телескопа, выведенные на орбиту «Колумбией», оставались в ее грузовом отсеке во время всего полета. Их работа контролировалась членами экипажа.
Несмотря на то, что телескопы на борту «Колумбии» по своей мощности значительно уступают «Хабблу», с их помощью предполагалось получить значительные результаты, которые впервые дадут астрономам подробную информацию о Вселенной в УФ и рентгеновском участках спектра.
В течение многих лет единственным способом фиксирования подобных излучений был запуск небольших телескопов на борту исследовательских ракет, предназначенных для кратковременных полетов по суборбитальным траекториям за пределами атмосферы. Полет такой ракеты может продолжаться около 5 мин, в ходе которого могут быть получены данные об одном иди двух объектах. Каждый из телескопов «Астро» на борту «Колумбии» собрал больше данных, чем телескопы на борту исследовательских ракет обеспечили бы за 80 ч работы.
Данные «Астро» позволят астрономам на Земле глубже изучить природу квазаров, сверхновых, межзвездных скоплений газов и пыли, звездных образований и рассмотреть другие острые проблемы в современной астрономии.
Наряду с выполнением основной задачи полета члены экипажа также участвовали в съемке подготовленной НАСА общеобразовательной программы, предусматривающей проведение из космоса уроков по астрономии для учащихся на Земле.
Телескоп HUT (Hopkins Ultraviolet Telescope) предназначался для измерения распределения УФ-излучений в более широком, чем прежде, диапазоне. Объектами для изучения с помощью телескопа HUT являются квазары, активные галактики, белые карлики, сверхновые, межзвездные скопления пыли и планеты-гиганты.
УФ-телескоп UIT (Ultraviolet Imaging Telescope) предполагалось использовать для получения изображений массивных звездных скоплений размером в 10-20' и выявления рождающихся галактик. Поле зрения этого инструмента в 200 раз превышает размеры поля телескопа «Хаббл», и поэтому изображения широкоугольного телескопа UIT будут использоваться для выбора объектов с более подробным изучением при помощи «Хаббла».
УФ фото-поляриметр WUPPE (Wisconsin Ultraviolet Photo-Polarimeter Experiment) впервые предназначен для подробного изучения интенсивности и других характеристик Ц УФ излучения. Этот телескоп является новым приоритетным средством изучения межзвездных скоплений пыли и газа.
Рентгеновский телескоп широкого диапазона BBXRT (Broad-Band X-Ray Telescope) фактически представляет собой два телескопа, объединенных в один.
Оба телескопа фокусируют рентгеновские излучения на твердотельные спектрометры для измерения энергии проникающих из космоса излучений. Астрономы могут использовать подобные данные для получения дополнительной информации о горячих звездах и других нагретых объектах.
Три УФ телескопа вместе с телескопом системы астроориентации и связанной с ним электронной аппаратурой были смонтированы на построенной в Европе высокотехнологичной платформе IPS (Instrument Pointing System). Рентгеновский телескоп смонтирован на менее сложной и ориентируемой по двум осям платформе TAPS (Two — Axis Pointing), которая располагается за платформой IPS.
В отличие от УФ-телескопов, управляемых членами экипажа, телескоп BBXRT рассчитан на дистанционное управление из Центра космических полетов им. Годдарда, расположенного в Гринвельте (штат Мэрилэнд). Другие операции в ходе эксперимента «Астро» контролировались из Центра космических полетов им. Маршалла (Хантсвилл, штат Алабама).
Однако планы ученых не удалось реализовать полностью. В ходе полета «Колумбии» на борту корабля часто возникали неполадки в системе наведения УФ — телескопов и в компьютере, который управлял перемещением одного из них. Устранить неисправность компьютера оказалось невозможным и этот телескоп пришлось наводить на объекты вручную. Затем вышел из строя резервный компьютер системы управления телескопами и программа работ, которую специалисты готовили 8 лет и на которую возлагали большие надежды, оказалась под угрозой срыва. Было выполнено только 80 % запланированных экспериментов.
Flight International, 138, 4277.
Первый рентгеновский снимок Луны
Получить фотографию Луны в рентгеновском диапазоне с Земли невозможно, так как атмосфера нашей планеты не пропускает эту часть излучения. Первые рентгеновские снимки удалось сделать лишь с помощью спутника «ROSAT», запущенного в июне 1990 г. ракетой-носителем «Дельта», принадлежащей Европейской организации по исследованию космоса.
Спутник (массой 2,5 т) имеет на борту рентгеновский телескоп, разработанный и построенный Физическим институтом им. Макса Планка (ФРГ), и широкоугольную камеру, созданную консорциумом британских организаций (головное учреждение — Лейстерский университет).
Это первый космический телескоп, работающий в той области электромагнитного спектра, которая до сего времени астрономам была недоступна. На снимке видна тень, покрывающая темную часть Луны, что говорит о внеземном происхождении фонового рентгеновского излучения — Луна как бы «обрезает» рентгеновские лучи, поступающие от удаленных космических источников.
С 30 июля 1990 г. важнейшей задачей ИСЗ стала «глубокая» съемка неба с использованием обоих приборов одновременно. К 1 сентября 1990 г. около 15% этой задачи было уже выполнено.
New Scientist, 1990, 127, 1732
Из новостей зарубежной астрономии
18 спутник Сатурна
Научный сотрудник Эймссовского исследовательского центра НАСА (США) М. Шоуолтер завершил анализ 30 тыс. фотоизображений Сатурна и прилегающего к нему пространства, сделанных с борта автоматических межпланетных станций «Вояджер-1» и «Вояджер-2» в 1980-1981 гг.
При этом он особенно тщательно исследовал волнообразные скопления и разрежения частиц, составляющих «зазубренные» края так называемого деления Энке — почти незаполненного обломками пространства между соседними кольцами планеты. Это деление, темное на фоне значительно более светлых колец планеты, носит имя немецкого астронома Иоганна Франца Энке, открывшего деление в 1837 г.
Характер таких скоплений и разрежений с недавних пор наводил астрономов на мысль, что они вызываются тяготением некоего гипотетического небесного тела, но до сего времени установить его реального существования никому не удавалось.
Составив компьютерную программу, М. Шоуолтер провел математический анализ характера этих волн и подтвердил, что в пределах кольца Сатурна, несомненно, должен находиться спутник, который своим гравитационным воздействием и формирует пограничную с делением Энке часть кольца.
Из тысяч фотоизображений ученый выделил те, на которых, по его расчетам, неизвестное небесное тело можно увидеть. Последовательное увеличение снимков позволило на восьми из них выделить изображение неизвестного спутника. Так как снимки были сделаны в 1981 г., а «новое» небесное тело было тринадцатым, открытым тогда около Сатурна, оно получило временное название 1981S13. Окончательное наименование, вероятнее всего по традиции заимствованное из античной мифологии, утвердит Международный астрономический союз на своей конференции, которая состоится в 1991 г. в Буэнос-Айресе.
Это первый спутник Сатурна, о котором известно, что его орбита пролегает внутри кольца. Его диаметр не превышает 20 км. Но и при этом «новичок» в тысячу раз крупнее тех ледяных обломков, которые образуют кольца, и своим гравитационным воздействием он в состоянии «расчищать» свободное 300-километровое пространство, именуемое делением Энке.
Специалистка по кольцам планет Кэролайн Порко из Университета штата Аризона (США) указывает, что любые ледяные обломки даже средней величины, вращающиеся около Сатурна, должны были со временем в результате взаимных столкновений «перетереться» в мелкие частицы, составляющие ныне кольца планеты. Она также полагает, что еще по крайней мере один аналогичный спутник должен существовать в самом крупном из «пробелов» вокруг Сатурна — в делении Кассини.
New Scientist, 1990, 127, 1725
Информация
На орбите — комплекс «Мир»*
*Начало см. в №№ 3-5, 1986; 2-6, 1987; 1-6, 1988; 1-3, 1989; 1-6, 1990; 1, 2, 1991
В марте и апреле восьмая (основная) экспедиция (космонавты Виктор Михайлович Афанасьев и Муса Хираманович Манаров) продолжала работу на станции «Мир». Эта научная станция находится на орбите пять лет и представляет собой базовый блок многоцелевого орбитального комплекса, на борту которого, кроме восьми основных экспедиций, работали и пять международных экипажей.
1 марта космонавты выполнили очередную серию экспериментов на установке «Пион» (изучение особенностей процессов тепломассообмена в невесомости и получение информации, необходимой разработчикам перспективной технологической аппаратуры). Была проведена коррекция орбиты комплекса «Мир», с помощью двигательной установки грузового корабля «Прогресс М-6» 4 марта была осуществлена еще одна коррекция. Космонавты продолжали эксперименты по космической технологии и научные исследования (измерения спектральных характеристик потоков плазмы в околоземном космическом пространстве, геофизические и астрономические наблюдения).
12 марта космонавты, выполняя программу исследований и экспериментов, отметили сотый день своего пребывания на околоземной орбите.
14 марта был запущен автоматический грузовой корабль «Прогресс М-7» для доставки на борт пилотируемого комплекса «Мир» расходуемых материалов и различных грузов. Стыковка «Прогресса М-7» со станцией «Мир» намечалась на 23 марта, но она не состоялась: на этапе причаливания параметры относительного движения космических аппаратов оказались выше допустимых значений. Нештатная ситуация сделала необходимой проверку радиотехнических средств орбитального комплекса. Была осуществлена перестыковка корабля «Союз ТМ-11». В ходе проведенных операций специалисты подтвердили предполагаемую причину возникновения нештатной ситуации (неисправность антенны на модуле «Квант») и уточнили оптимальные режимы проведения дальнейших динамических операций. 28 марта «Прогресс М-7» состыковался с пилотируемым комплексом «Мир» (со стороны переходного отсека станции). На борт комплекса были доставлены топливо для объединений двигательной установки, оборудование, аппаратура, а космонавтам — продукты и почта.
Тревожные дни, связанные с нештатной ситуацией, миновали; экипаж получил возможность продолжать запланированные геофизические и астрофизические исследования, работы по космическому материаловедению. 2 апреля космонавты, используя фотографический комплекс «Природа-5», фотографировали отдельные регионы нашей страны с целью изучения сезонного развития растительности и оценки экологической обстановки. На установке «Оптизон» экипаж начал выращивать в невесомости монокристалл германия.
6 апреля на установке «Оптизон» экипаж провел плавку (получен еще один высокочистый монокристалл германия). Установленные на комплексе телескоп «Букет» и спектрометр «Гранат» использовались для измерений пространственно-энергетических характеристик космического излучения.
10 апреля во время проходившего в Колонном зале Дома Союзов очень представительного торжественного собрания в честь Дня космонавтики собравшиеся с большим вниманием прослушали приветствия находящегося в космосе экипажа комплекса «Мир».
12 апреля — день 30-летия полета в космос Ю. А. Гагарина — космонавты отметили на орбите. В их адрес поступило много поздравлений с Днем космонавтики и пожеланий успешного выполнения программы полета.
На протяжении нескольких следующих дней космонавты готовились к выходу в открытый космос. Этот выход состоялся в ночь с 25 на 26 апреля и продолжался 3 ч 34 мин. Главная задача выхода в космос на этот раз была связана с необходимостью оценить состояние антенны радиотехнической системы стыковки на астрофизическом модуле «Квант». Именно из-за неисправности антенны возникла нештатная ситуация при стыковке комплекса с «Прогрессом М-7». Бортинженер перешел на модуль «Квант» и вскоре сообщил, что наружная антенна сломана (ее придется заменять новой). Командир экипажа в самом начале выхода в космос установил на непродолжительное время экспериментальный образец термомеханического соединения (подобные узлы будут применяться при сборке на орбите больших конструкций) и укрепил на управляемой платформе модуля «Квант-2» телевизионную камеру для геофизических наблюдений (ранее она была демонтирована экипажем для замены объектива). Таким образом, выход в космос оказался весьма успешным (возвращаясь, космонавты демонтировали и захватили с собой образцы конструкционных материалов, которые долго находились в условиях открытого космического пространства, и экспериментальный узел упомянутого выше термомеханического соединения).
По материалам ТАСС
Продолжение следует